Automatisierte Schweißprozesse mit UR10e-Cobot von Universal Robots

Bei Köhler schweißt ein UR10e, installiert in einer Schweißanlage von fsk industries, die teils zwei Meter langen Edelstahlbauteile.

Die Baby-Boomer-Generation in Österreich tritt in den nächsten Jahren vermehrt in den Ruhestand, wodurch zahlreiche erfahrene Arbeitskräfte den Arbeitsmarkt verlassen werden. Der Bevölkerungsanteil 65+ steigt bis 2080 auf 28,9 %. Diese Entwicklung verschärft auch die bestehende Fachkräftelücke in der Schweiß- und Verbindungstechnik, einer Branche, in der schon jetzt eine hohe Überhangquote an offenen Stellen besteht. Ein Grund ist auch die Präferenz junger Menschen für akademische Abschlüsse statt Handwerksberufe. Insgesamt sind 82 % der Unternehmen in Österreich vom Fachkräftemangel betroffen, branchenübergreifend fehlen allein in Österreich rund 210.000 Fachkräfte.

Für die österreichische Industrie hätte ein weiterer Rückgang an Fachkräften im Schweißsektor gravierende Konsequenzen. Zahlreiche Branchen – von der Pharmaindustrie über die Automobilherstellung bis zum Maschinenbau – sind auf qualifizierte Schweißer angewiesen. Obwohl Österreich durch Zuwanderung den Arbeitsmarkt stützt und die Altersstruktur dadurch etwas ausgleichen kann, bleibt die Fachkräftezuwanderung eine Herausforderung. Neue Initiativen zur Anwerbung ausländischer Fachkräfte können zwar teilweise Abhilfe schaffen, doch das Attraktivitätsproblem des körperlich anspruchsvollen Berufs bleibt bestehen.

Die Roboter-Applikation ermöglicht Köhler, flexibel und variantenreich zu produzieren – bei gleichbleibend hoher Qualität.

David Scherrer
Area Sales Manager Österreich bei Universal Robots

„Der aktuelle Fachkräftemangel in der österreichischen Schweißbranche wird sich in den nächsten Jahren verstärken. Unternehmen, die weiterhin am Markt bestehen wollen, müssen dringend Strategien entwickeln, um dem entgegenzuwirken. Unternehmen aller Größenordnungen können dabei auf innovative Automatisierungslösungen auf der Basis kollaborierender Roboter zurückgreifen und von ihnen profitieren.“

Automatisierung von Schweißprozessen

Um Aufträge auch in Zukunft fristgerecht und in der geforderten Qualität erfüllen zu können, muss die Branche neue Wege gehen und verstärkt auf Technik setzen. „Zwar übernehmen Industrieroboter schon seit langem erfolgreich Schweißaufgaben. Doch sie erfordern hohe Investitionen, lassen sich nur mit Expertenwissen programmieren und nehmen viel Raum in der Fabrikhalle ein. Damit sind sie für viele Aufgaben schlichtweg überdimensioniert – beispielsweise, wenn es um Vorarbeiten, die Produktion kleiner Losgrößen oder den Einsatz in kleinen oder mittleren Betrieben geht“, erläutert David Scherrer, Area Sales Manager Österreich bei Universal Robots.

Immer häufiger fällt deshalb die Wahl auf Cobots, die die gefragten Fachkräfte von repetitiven oder körperlich anstrengenden und unergonomischen Arbeiten entlasten können. „Sie sind kleiner, leichter und wesentlich einfacher zu programmieren und installieren als herkömmliche Industrieroboter. Zudem amortisieren sie sich aufgrund der geringeren Investitionskosten deutlich schneller“, unterstreicht Scherrer und ergänzt: „Da die Roboter konstant arbeiten, wird eine einwandfreie reproduzierbare Qualität erreicht. Permanente Weiterentwicklung sorgt dafür, dass Cobots immer mehr Aufgaben übernehmen können. Interessante Features sind beispielsweise die Überwachung des Schweißvorgangs per Kamera, sodass registriert Positionsabweichungen des Brenners austariert werden können, oder die automatische Dokumentation des Schweißvorgangs. Heute sind mehr und mehr schlüsselfertige Lösungen verfügbar, mit denen sich auch komplexe Anwendungen einfach umsetzen lassen. Im Unterschied zu großen Industrierobotern ist zudem die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine hier in unmittelbarer Nähe zueinander nach erfolgreicher Risikobeurteilung möglich.“

Der Cobot schweißt präzise Nähte, auch bei mehreren Wiederholungen. Eine gleichmäßige Qualität ist wichtig, da die Schweißnähte bei vielen Produkten am Ende zu sehen bleiben.

Leichtbauroboter schweißen große Bauteile

Immer größere Produktvielfalt bei gleichbleibend hoher Qualität bieten – vor dieser Herausforderung stand die Köhler MFE GmbH aus Deutschland – ein Beispiel, das auch stellvertretend für die österreichische Branche steht. Um den gestiegenen Kundenanforderungen gerecht werden zu können, war das Unternehmen auf der Suche nach einer flexiblen Technologie, um kurzfristig auf Veränderungen im Fertigungsprozess reagieren zu können. Der Betrieb, der sich auf die Edelstahlverarbeitung spezialisiert hat, beliefert unter anderem Kunden aus der Lebensmittelproduktion, der Zulieferindustrie sowie Großhandelsverbände mit Regalen, Servier- beziehungsweise Regalwagen und weiteren Arbeitsmöbeln. „Konkret haben wir nach einer Lösung gesucht, um den präzisen Schweißprozess der Edelstahl-Rohrrahmen zu automatisieren, die teils eine Größe von zwei Meter haben. Wir hatten den Wunsch, die Mitarbeiter zu entlasten und die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen“, so Heinz Lück, Produktionsleiter bei Köhler.

Aufgrund der Größe der Werkteile wandte Köhler sich für die Entwicklung einer maßgeschneiderten Schweißlösung an den von Universal Robots zertifizierten Systemintegrator fsk industries. Für Köhler war es zudem wichtig, schnell eine einsatzfähige Lösung an der Hand zu haben, die ohne Programmierkenntnisse in Betrieb genommen und bei Bedarf an neue Anforderungen angepasst werden kann. fsk industries entschied sich daher für einen Cobot von Universal Robots. Heute kommt bei Köhler ein UR10e zum Einsatz, der das Schweißen der Teile übernimmt.

Schweißanlage mit zwei Stationen

Der Cobot ist in einer von fsk industries entwickelten Schweißanlage installiert, die ebenfalls als UR+ Anwendungs-Kit zertifiziert wurde und unter dem Namen SmartArc verfügbar ist. Die Applikation ermöglicht es, Schweißprogramme mit einem Cobot intuitiv und einfach zu erstellen. Die Schweißanlage bei Köhler besteht aus zwei Stationen: Während die Mitarbeiter eine Seite der Station mit neuen Teilen beladen, schweißt der Roboter im anderen Bereich bereits eine Baugruppe zusammen. Damit der UR10e auch große Werkteile schweißen kann, ist er auf einer Linearachse montiert. Eine zusätzliche Wendeachse ermöglicht, das Bauteil in jede beliebige Position zu bringen. Der Einsatz des UR10e konnte die Dauer des Schweißprozesses halbieren. Der kollaborierende Roboterarm sorgt zudem für gleichmäßige Schweißnähte auch bei einer Produktion rund um die Uhr. Die entlasteten Mitarbeitenden haben so mehr Zeit, sich anspruchsvolleren Aufgaben zu widmen.

UR-Partner in Österreich

In Österreich bieten die Universal Robots-Partner Kaplina Engineering in Bludenz (Vbg.) und EWM am Standort Eberstalzell (OÖ) Cobots als Komplettlösungen und -systeme für Schweißaufträge an. Kaplina hat in seinem Portfolio unter anderem mit WeCobot einen Cobot, dessen Position einfach und schnell mit Hilfe von Magneten angepasst wird, so dass er sowohl auf einem Schweißtisch als auch direkt am Werkstück eingesetzt werden kann. EWM bietet Robotiklösungen für jeden Produktionsbedarf, berät bei der richtigen Auswahl der Cobots und deren Einrichtung vor Ort bis hin zur Wartung.

„Der aktuelle Fachkräftemangel in der österreichischen Schweißbranche wird sich in den nächsten Jahren verstärken. Unternehmen, die weiterhin am Markt bestehen wollen, müssen dringend Strategien entwickeln, um dem entgegenzuwirken. Unternehmen aller Größenordnungen können dabei auf innovative Automatisierungslösungen auf der Basis kollaborierender Roboter zurückgreifen und von ihnen profitieren“, so David Scherrer abschließend.